产业元宇宙如何构建?(产业元宇宙的7层架构)
作者 | Ivy2022-03-04

元宇宙,这个词诞生的意义可能大于一切,大于任何对她的解读。元宇宙,无疑是颠覆式创新的集大成者,我很希望元宇宙能够遍地开花,扎扎实实的在各行各业展现她的魅力。

如何构建元宇宙?元宇宙的传输协议是什么?操作系统在哪里?浏览器怎么设计?游戏科技公司Beamable的创始人首先提出了元宇宙的7层架构。他将元宇宙划分为基础设施层、人机交互层、去中心化层、空间计算层、创造者经济层、探索与发现层,以及体验层。但是这种架构划分更适用于消费元宇宙。按照这种架构划分,元宇宙的表现形式大多以游戏为起点,并逐渐整合互联网、数字化娱乐、教育、医疗等功能,随着时间的推移以及技术的不断完善进步,长期来看甚至可以整合全社会资源的分配利用,实现资源最优解。对于产业元宇宙,应以产业为起点进行构建,因此7层架构所对应的内涵有所调整。

产业元宇宙的7层架构

产业元宇宙的架构包含7个层次,由下到上分别是:

《产业元宇宙》第4章|产业元宇宙如何构建?(1.产业元宇宙的7层架构)

第1层:物理世界层

产业元宇宙由物理世界层打底。我们永远不要忘记,产业元宇宙构筑的逻辑,是将物理世界的对象和现象变成模型,放到虚拟空间,进行仿真、预测,最终反馈到物理空间,来强化我们的物理世界。产业元宇宙创造虚拟空间的初衷是为了强化物理世界,让我们在现实生活中提高生产效率、降低生产成本。

第2层:实时映射层

我们使用包括5G、Wi-Fi等通信技术,云计算、新材料、芯片设计、XR技术、裸眼3D、即时投影等软硬件技术,实时映射物理世界到数字空间。这些技术使得我们的硬件性能越来越强,将各种设备接入网络并提供必要的支撑,并实现一个“虚实相生”的虚拟世界体验,创造了由现实世界通往产业元宇宙的接口。

第3层:数字建模层

产业元宇宙包含数字世界,因此数据建模层非常重要,这是建立元宇宙平台的关键一层。数字孪生在这个层次被构建。数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

第4层:信息监控层

产业元宇宙的基本特征是虚实融合。通过对物理实体构建“高保真”的数字孪生模型,实现物理模型和数字孪生模型的双向映射。由面向产品的数字孪生、面向车间的数字孪生、面向企业的数字孪生可以构成覆盖产品全寿命周期与全价值链的数字空间,从基础材料、设计、工艺、制造以及使用维护全部环节,集成并驱动以统一的模型为核心的产品设计、制造和保障的数字化数据流。多种数字孪生承载了贯穿系统价值链的作用,用来处理各种数据监控问题,连通产品全生命周期的数字孪生模型,实现整个生命周期相关信息的无缝集成,使产品设计、工艺规划、制造和运维过程中所产生的数据能够链接、追溯和管理。通过产业元宇宙,整个产品生命周期各阶段的关键数据可以实现同步,从而可以动态、实时地管理产品的技术状态,确保在发生变更时,各类产品信息的一致性。

第5层:跟踪分析层

基于产业元宇宙广泛搜集的现实世界的海量数据,在跟踪分析层我们运用大数据分析技术,可以进一步提升决策与控制能力。在此基础上进行分析与优化,从而帮助企业提高产能、提升质量、降低能耗,并消除安全隐患,避免安全事故。工程师们能够用仿真技术对物理世界进行动态预测,根据当前状态,通过物理学确定规律和完整机理来计算分析和预测物理对象的未来状态。企业可以利用数字孪生载体与数据分析平台,通过科学预测结果来辅助进行分析决策,使产品能够在虚拟环境下进行快速迭代,改进产品,借助数字孪生模型最终打造出性能优越的实物产品,并构建出高质量低成本的产品维护服务。

在产品报废、回收后阶段,产品数字孪生所涵括的所有模型和数据都将成为同种类型产品组的历史数据,为下一代产品的设计改进和创新、同类型产品的质量分析及预测、基于物理的产品仿真模型和分析模型的优化等提供数据支持。

第6层:模拟自治层

产业元宇宙一定不是公司制的,是无数中心化机构和无数个人共同参与构建的,是分布式的、去中心的、自组织的。产业元宇宙提供沉浸式的数字模拟、环境和事件的开发和操作,用户和企业可以在其中探索、创造、社交和参与各种各样的体验,并从事经济活动。这些业务不同于传统的在线体验和多人视频游戏,因为存在一个由开发者和内容创作者组成的大型生态系统,在底层平台上产生大部分内容或收获大部分收入。

第7层:应用互动层

这一层中有各种各样的应用,用于数字化生存和数字化生产。经济激励模型分为两种,一是有一套货币系统,产业元宇宙的参与者乐在其中,做出贡献,获得产业元宇宙的权益。参与者越来越多、参与的时间越来越长,产业元宇宙的价值就越来越高。由此产业元宇宙将彻底改变几乎每一个行业和功能,包括医疗、教育、工业、农业,到电商、消费品。此外,全新的行业、市场和资源将被创造出来。

产业元宇宙通过数字孪生等技术,构建了一个虚拟世界,并且由虚向实,提升产业的数字化水平、改进生产制造的方式、升级企业管理运营的效率。产业元宇宙不必须是3D空间,它可以不是2D或者3D形式,甚至不一定以图形的方式存在,它更多的是由内容、时间、应用程序和社交互动构建的,虚拟与现实相结合的飞轮。

往期连载(点击题目即可查看):


热门文章
在亚马逊云科技全球多个地理区域架设P2P(点对点)转发服务器实现连接成功率大于99%将音视频索引信息迁移至AmazonDocumentDB,数据稳定性提升到99.99%基于AmazonSageMake
2022-03-04